自考网络操作系统考点：可靠原语、RPC远程过程调用与组通信

在客户—服务器模型中，消息可能在网络传输中丢失，为保证对方确实收到，可采用可靠原语。其做法是：客户向服务器发出请求后，服务器方由内核向客户内核返回一个确认（ACK），客户内核收到确认后唤醒客户进程。

客户与服务器之间一次请求/应答共涉及四个消息：客户向服务器的请求、服务器内核向客户内核的确认、服务器到客户的应答、客户内核向服务器内核的确认。理解这四个消息的方向是常考的简答题要点。

• 请求：客户 → 服务器
• 确认：服务器内核 → 客户内核
• 应答：服务器 → 客户
• 确认：客户内核 → 服务器内核

在分布式系统中，节点A上的进程调用节点B上的一个进程时，节点A上的进程被挂起，被调用的过程在节点B上执行，消息以参数形式从调用进程传送到被调用进程，执行结果再返回给调用进程，这种通信方式称为远程过程调用。

其基本原理是允许某一节点上的程序调用其他节点上的过程或函数，而对程序员隐藏消息传递和I/O处理过程。

RPC的透明性指的是使远程调用尽可能像本地调用一样：调用方不知道被调过程在另一台机器上执行，被调方也不知道由哪个机器上的进程调用。为保证透明性，在客户机上设置客户代理，在服务器机上设置服务器代理。

• 透明性的关键：客户代理 + 服务器代理
• 对程序员不可见：消息传递、参数打包、I/O处理

RPC的完整执行过程共十个步骤，答题时可按客户端、传输、服务器端三段来记忆。

• 客户过程以通常方式调用客户代理
• 客户代理构造消息并陷入内核
• 本地内核把消息发送给远程内核
• 远程内核把消息送给服务器代理
• 服务器代理取出参数并调用服务器
• 服务器执行服务，把结果送给服务器代理
• 服务器代理将结果打包成消息并陷入内核
• 远程内核把消息发回客户机内核
• 客户机内核把消息传送给客户代理
• 客户代理取出结果，返回给客户调用程序

优点是格式化好、使用方便、透明性好；缺点是缺乏灵活性。在具体实现上还有三个难点需要解决。

备考时建议把优点与难点对应起来理解：透明性是优点来源，但正因屏蔽了底层，灵活性不足、跨机型适配和数据量问题随之出现。

• 参数在不同机型之间的通用能力不足
• 缺乏一次调用中多次接收返回结果的能力
• 缺乏传送大量数据的能力

在网络系统中，一个相互作用的进程集合称为组。一个发送者在一次操作中将一个消息发送给多个接收者，称为组通信，其形式是“一对多”——组内所有成员都能收到该消息。

组通信适用于网络系统中需要向多个进程同时分发同一消息的场合。其实现很大程度上依赖硬件，一些网络系统可为组指定一个特殊的网络地址。

实现方式包括多播式、广播式和单播式三种，需注意三者适用范围的差别，这是选择题的常考对比点。

• 组：相互作用的进程集合
• 特征：一对多，组内成员均接收
• 实现：多播式、广播式、单播式

可靠原语中的确认消息有几个？方向分别是什么？

一次请求/应答共四个消息：客户向服务器的请求、服务器内核向客户内核的确认、服务器到客户的应答、客户内核向服务器内核的确认。

RPC靠什么实现透明性？

在客户机上设置客户代理，在服务器机上设置服务器代理，由两个代理完成参数和消息的打包、传递，使远程调用看起来像本地调用。

组通信有哪些实现方式？

主要有多播式、广播式和单播式，具体实现很大程度上依赖于硬件，有些网络系统可为组指定一个特殊的网络地址。